第七章标准件等、第八章零件图电子教案

第七章标准件与常用件任何机器或部件都是由零件装配而成的。如图7-1为一齿轮油泵的零件分解图，它是柴油机润滑系统的一个部件。从图中可以看出，齿轮油泵是由泵体、主动轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮、泵盖和传动齿轮等19种零件装配而成的。图7-１齿轮油泵的零件分解图在各种机器和设备中，应用最广泛的是螺栓、螺钉、螺母、垫圈、键、销、轴承及圆柱螺旋压缩弹簧、拉伸弹簧等零件。为了便于大批量生产，它们的结构和尺寸等都按统一的规格标准化了，因此称它们为标准件。齿轮及弹簧等零件在机器中也经常应用，称之为常用件。本章主要介绍标准件和常用件的规定画法及标注方法。学习本章内容应掌握螺纹、螺纹紧固件的规定画法及标注方法，齿轮、弹簧的规定画法及参数计算方法，并学会从相关标准手册中查阅有关数据的方法。此外，还应了解键、销的标记方法以及键连接、销连接的的画法。第一节螺纹一、螺纹的形成及其工艺结构在圆柱表面上沿着螺旋线所形成的，具有规定牙型的连续凸起和沟槽称为螺纹，如图7-2所示。凸起是指螺纹两侧面间的实体部分，又称牙。螺纹是零件上最常见的结构。在圆柱外表面上形成的螺纹叫做外螺纹；在圆柱内表面上形成的螺纹叫做内螺纹。加工方法生产实际中螺纹通常是在车床上加工的，工件等速旋转，同时车刀沿轴向等速移动，即可加工出螺纹，如图7-3所示。用板牙或丝锥加工直径较小的螺纹，俗称套扣或攻丝，如图7-4所示。二、螺纹要素1．牙型牙型是指在通过螺纹轴线的断面上螺纹的轮廓形状，其凸起部分称为螺纹的牙，凸起的顶端称为螺纹的牙顶，沟槽的底部称为螺纹的牙底。常见的螺纹牙型有三角形、梯形、锯齿形和矩形等（图7-5和教材P127、表7-1）。图7-5螺纹的牙型2．直径图7-6螺纹的直径(1)大径d、D与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想的圆柱直径称为螺纹的大径。外螺纹和内螺纹的大径分别用d和D表示。大径代表螺纹尺寸的直径又称为螺纹公称直径（图7-6）。(2)小径d1、D1与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径称为螺纹的小径。外螺纹和内螺纹的小径分别用d1、D1表示（图7-6）。(3)中径d2、D2是指一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。外螺纹和内螺纹的中径分别用d2、D2表示（图7-6）。3．线数（n）形成螺纹时所沿螺旋线的条数称为螺纹的线数。沿一条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹；沿一条以上的轴向等距螺线形成的螺纹称为多线螺纹（图7-7）。4．螺距（P）和导程（Ph）同一螺纹旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为导程，如图7-7所示。螺距与导程的关系为Ph=nP。显然，单线螺纹的导程与螺距相等。5．旋向螺纹有右旋和左旋之分，顺时针旋转时旋入的螺纹为右旋螺纹，逆时针旋转时旋入螺纹为左旋螺纹。判别螺纹的旋向可采用如图7-7所示的简单方法，即面对轴线竖直的外螺纹，螺纹自左向右上升的为右旋，反之为左旋。实际中的螺纹绝大部分为右旋。上述五项是螺纹的基本结构要素，其中牙型、直径和螺距三项都符合国家标准规定的螺纹称为标准螺纹；而牙型符合标准，直径和螺距不符合标准的螺纹称为特殊螺纹；若牙型不符合标准（如矩形螺纹等），则称为非标准螺纹。结构要素完全一致的外螺纹和内螺纹才能相互旋合,从而实现零件间的连接和传动（图7-8）。三、螺纹的规定画法1．外螺纹的画法外螺纹注意：表示小径的细实线圆只画约3/4圈（图7-9）。外螺纹（剖切）图7-9外螺纹的画法2．内螺纹的画法（图7-10）图7-10内螺纹的画法螺尾部分一般不必画出，当需要表示时，牙底用与轴线成30°角的细实线绘制（教材P130上的图7-6）。3、螺纹连接的画法以剖视图表示内外螺纹连接时，其旋合部分应按外螺纹的规定画法绘制，其余部分按各自的规定画法绘制（图7-11），也可参见教材P130上的图7-7。图7-11内、外螺纹旋合的规定画法四、螺纹的种类和标注1、螺纹的种类螺纹按用途可分为联接螺纹和传动螺纹两类。联接螺纹有粗牙普通螺纹、细牙普通螺纹和管螺纹；传动螺纹有梯形螺纹、锯齿形螺纹和矩形螺纹。以上螺纹种类均可参见教材P127、表7-1。2、螺纹的标注由于螺纹采用了统一规定的画法，为了识别螺纹的种类和要素，对螺纹必需按规定格式进行标注。教材P127、表7-1为标准螺纹的牙型、代号和标注示例。（1）普通螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的标注将规定标记注写在尺寸线或尺寸线的延长线上，尺寸线的箭头指在螺纹大径上（图7-12）。其标记格式为：特征代号、公称直径×螺距P（或导程/线数）、旋向——公差带代号——旋合长度代号普通螺纹粗牙螺纹不注螺距；右旋不注旋向，左旋注LH；公差带代号中，中径公差带代号注在前，顶径公差带代号注在后，两者相同时只注一个；旋合长度分为短、中、长三组，代号分别为S、N、L，其中中等旋合长度代号省略不注。梯形螺纹和锯齿形螺纹右旋不注旋向，左旋注LH；只注中径公差带代号；旋合长度分为中（N）、长（L）两组，其中中等旋合长度代号省略不注。图7-12普通螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的标注示例（2）管螺纹的标注管螺纹分为用螺纹密封的管螺纹和非螺纹密封的管螺纹，管螺纹的标记一律在由螺纹大径引出的引出线上（图7-13）。其标记格式为：特征代号、尺寸代号——公差等级代号——旋向代号图7-13管螺纹的标注示例用螺纹密封的管螺纹本身具有密封性；非螺纹密封的管螺纹，外螺纹公差等级代号为A、B两级，内螺纹公差等级代号省略不注。注意：管螺纹的尺寸代号不是螺纹的大径，而是管子的通径。（3）特殊螺纹和非标准螺纹的标注对于特殊螺纹，应在螺纹特征代号前加注“特”字；对于非标准螺纹，应画出螺纹的牙型，并标注出所需的尺寸和要求（可参见教材P131上的图7-8）。常用螺纹紧固件螺纹紧固件均是标准件，即结构型式和尺寸均已标准化，由标准件厂大量生产。通常根据螺纹紧固件的规定标记，在相应的标准手册中即可查出该零件的有关尺寸。在设计机器时，标准件不必画零件图，只在装配图中画出。本节主要介绍常用的螺纹紧固件的规定标记和一些简化画法。常用螺纹紧固件的种类及标记螺纹紧固件是运用内外螺纹的连接作用来连接和紧固一些零部件。常用的螺纹紧固件有螺栓、双头螺柱、螺母、垫圈和螺钉等，见图7-14。图7-14常用的螺纹紧固件常用螺纹紧固件的标注示例见教材P131、表7-2。常用螺纹紧固件及其连接的画法1．常用螺纹紧固件的比例画法（1）螺栓螺栓由带有螺纹的圆柱杆和棱形头部组成。按头部形状可分为六角头螺栓、方头螺栓等，六角头螺栓应用最广。根据加工质量，螺栓的产品等级分为A、B、C三级。六角头螺栓的比例画法见图7-15。图7-15六角头螺栓的比例画法本教案表7-1为常用的六角头螺栓A级和B级（GB/T5782-2000）的有关尺寸、画法和规定标记。7-1（2）双头螺柱双头螺柱两端都制有螺纹，bm端（见本教案表7-2）旋入被连接件中的较厚零件的螺孔中，称为旋入端；b端与螺母旋合，成为紧固端。根据国标规定，旋入端的bm螺纹长度由被旋入的零件的材料强度来定，有四种长度。零件材料是钢或青铜时bm=1d（GB/T897-1988）零件材料是铸铁时bm=1.25d（GB/T898-1988）零件材料强度在铸铁与铝之间时bm=1.5d（GB/T899-1988）零件材料是纯铝时bm=2d（GB/T900-1988）图7-16双头螺柱的比例画法本教案表7-2为双头螺柱的有关尺寸、画法和规定标记。7-2（3）螺钉（部分螺钉头部的比例画法见图7-17）螺钉按用途可分为连接螺钉和紧定螺钉两类。①连接螺钉连接螺钉用来连接零件。连接螺钉的一段制有螺纹，另一端为头部。按头部形状不同可分为许多种类，如有开槽盘头螺钉、开槽圆柱头螺钉、开槽沉头螺钉、内六角螺钉等。本教案表7-3、表7-4为其中一些连接螺钉的尺寸、画法和规定标记。7-37-4紧定螺钉紧定螺钉多用来固定零件。紧定螺钉的端部有锥端、平端、凹端、圆柱端等多种。本教案表7-5（见下页）即为这四种不同端部的紧定螺钉的尺寸、画法和规定标记。（4）螺母常用的螺母按其形状分为六角螺母、六角开槽螺母、方螺母和圆螺母等。圆螺母上制有内螺纹，用以与螺栓、螺柱旋合，其中六角螺母应用最广。螺母产品等级分A、B、C三级，分别与相对应精度的螺栓、螺钉及垫圈相配。根据螺母高度m的不同，又分为薄型、1型、2型和厚型。六角螺母的比例画法见图7-18；本教案表7-6为常用的1型六角螺母-A级（GB/T6170-2000）的有关尺寸、画法及规定标记。图7-18六角螺母的比例画法表7-6（5）垫圈垫圈有平垫圈、弹簧垫圈等。垫圈可增加支承面积和防止旋紧螺母时损伤零件表面，弹簧垫圈还具有防松作用。平垫圈的产品有A、C两级，A级垫圈主要用于A与B级六角头螺栓、螺钉和螺母；C级垫圈用于C级螺栓、螺钉和螺母。表7-7为常用的平垫圈-级、倒角型平垫圈-级的有关尺寸、画法、规定标记及比例画法。表7-8为标准型弹簧垫圈的有关尺寸、画法和规定标记。表7-7平7平表7-82.螺纹紧固件联接的画法螺纹紧固件的装配画法，应遵守以下三条规定（见图7-19）。（1）螺栓联接螺栓联接用来连接两个都不太厚的、能钻成通孔的零件。螺纹的公称长度，应从标准中查出垫圈的h、螺母的Mmax,然后由图7-20中所列的公式求出。图7-19螺纹紧固件装配画法的三条规定（2）螺柱联接当两个被联接件中有一个较厚时，一般用双头螺柱联接。较厚的零件制成螺孔，较薄的零件钻成通孔。图7-21螺柱联接的比例画法及螺柱长度的计算（3）螺钉联接螺钉连接常用于不经常拆卸、且受力不大的场合。一般在较厚的零件上加工出螺孔，在另一个零件上加工出通孔，然后把螺钉穿过通孔，拧入螺孔，将两个零件联接起来。联接螺钉连接联接螺钉的头部画法不同于螺柱联接，其连接部分的画法与双头螺柱旋入端的画法类似；不同的是螺钉的螺纹终止线应高于螺孔的端面，或螺杆的全长都有螺纹。这种螺钉联接的比例画法及螺钉长度的计算见图7-22。图7-22联接螺钉的联接的比例画法及螺钉长度的计算紧定螺钉连接紧定螺钉不是利用旋紧螺纹产生轴向压力压紧机件起固定作用的。柱端紧定螺钉利用其端部小圆柱插入机件小孔起定位、固定作用；锥端紧定螺钉利用端部锥面顶入机件上小锥坑起定位、固定作用；平端紧定螺钉则依靠其端平面与机件的摩擦力起定位作用。有时也将紧定螺钉“骑缝”旋入（见右图）。即将两机件装好加工出螺孔（两机件各有一半），旋入紧定螺钉，起固定作用，此时该螺钉又称为“骑缝螺钉”。紧定螺钉的安装示例见图7-23。(a)(b)(c)图7-23紧定螺钉的安装示例附：螺纹连接的简化画法在螺纹紧固件的装配画法中，还可以采用图7-24所示的简化画法，并可以省略螺纹紧固件的倒角、退刀槽等工艺结构。图7-24螺纹连接的简化画法第三节键和销一、键1.普通平键键通常用于联接轴和轴上的零件（如齿轮、带轮），起传递扭矩的作用。常用的键有普通平键、半圆键和钩头楔键等，应用最广的是普通平键（见右上图）。（1）普通平键的类型及标记普通平键分为圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）三种，以A型应用较多。作为标准件，键的规定标记为：标准号键类型代号b×h×L其中，类型代号除A型可以省略不注外，B型和C型均要注出型号。例：键宽b=16mm、键高h=10mm、键长L=100mm的普通A型平键和普通B型平键的标记分别为：GB/T1096键16×10×100和GB/T1096键B16×（2）普通平键的尺寸标注和连接画法由图7-25可知，轴上的键槽用铣刀铣出，用轴的主视图作局部剖视及键的移出断面表示尺寸要标注键槽长度L、键槽宽度b和键槽深度d-t；而轮毂上的键槽一般用插刀插出，键槽用全剖视图及局部剖视图表示，键槽深度应注d+t1。普通平键靠侧面传递扭矩，两侧面为工作面。因此键与键槽宽度方向的公称尺寸相同，在装配图上应画成一条线。键的上表面为非工作面，且轮毂上键槽图7-26普通平键的尺寸标注和连接画法（d+t1）大于轴上槽深加键高（d-t+h），即键与键槽顶面不接触，应留有空隙，其装配画法见图7-26。2.半圆键半圆键（见右图）一般用于较轻载荷，优点是键在轴槽中能绕底圆弧摆动，自动调整位置。作为标准件，半圆键的规定标记为：标准号键b×d例：键宽b=6mm、键高h=10mm、d1=25mm、键长L=24.5mmGB/T1099键6×25半圆键的两侧面也是工作面，其装配画法与普通平键类似，见图7-27。图7-27半圆键的尺寸标注和连接画法3.钩头楔键钩头楔键（见右图）用于精度要求不高、转速较低时传递较大的、双向的或有振动的扭矩；用于拆卸时不能从另一端将键打出的场合。钩头楔键也是标准件，其规定标记为：标准号键b×L例：键宽b=18mm、键高h=11mm、键长L=100mm的钩头楔键标为：GB/T1565键18×100钩头楔键上下两面是工作面，键的上表面和轮毂槽的底面各有1：100的斜度，装配时需打入，靠楔紧作用传递扭矩。因此，键的上表面和轮毂槽的底面在装配图中应画成一条线，这是与平键及半圆键画法的不同之处见图7-28。图7-28钩头楔键的连接画法*4.花键花键联接（见右图上）同轴度较好，连接可靠，能传递较大的扭矩。在轴上制出的花键称为外花键，这种轴称为花键轴（见右图下）；在孔内制出的花键称为内花键，这种孔称为花键孔（见图7-30）。内外花键装配在一起就是花键联接。花键的齿形有矩形、渐开线形、三角形等，其中矩形花键应用最广。内、外花键用代号标注时，其标记为：齿数×小径小径公差带代号×大径大径公差带代号×齿宽齿宽公差带代号其中，外花键公差带代号用小写字母表示；内花键公差带代号用大写字母表示（分别见图7-29、图7-30）。例：齿数N=6、小径d=23mm、大径D=28mm、齿宽B=6mm的内、外花键分别标注为：6×23H7×28H10×6H11和6×23f7×28a11×6d10图7-29花键轴的画法及尺寸标注图7-30花键孔的画法及尺寸标注图7-31花键联接的画法及尺寸标注二、销销通常用于零件间的连接或点定位。常用的有圆柱销、圆锥销、开口销等（见上图）。1、圆柱销圆柱销用作定位零件时，为保证其定位精度，两零件的销孔应该用钻头同时钻出，然后用绞刀绞孔。圆柱销的画法及规定标记和尺寸见本教案表7-9。2、圆锥销圆锥销的锥读为1：50，以小端直径为公称直径。圆锥销用作定位零件时，销孔的加工方法同圆柱销孔一样。圆锥销的画法及规定标记和尺寸见本教案表7-10。3、开口销开口销一般用于锁紧螺栓与螺母。它的公称直径d是指销穿过的孔的直径，它的实际直径小于d。开口销的画法及规定标记和尺寸见本教案表7-11。齿轮齿轮是常用的传动零件，被广泛地应用于机器中传递动力或改变转速和旋转方向。齿轮一般成对使用，其参数中只有模数和压力角已经标准化，在表达其结构时可采用简化画法。常见的齿轮传动形式有：圆柱齿轮传动----用于两平行轴间的传动（图7-34c）；锥齿轮传动----用于两相交轴间的传动(图7-34b）；蜗轮蜗杆传动----用于两交叉轴间的传动(图7-34a）。圆柱齿轮圆柱齿轮按其轮齿的方向可分为直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种，本节主要介绍直齿圆柱齿轮。1.直齿圆柱齿轮的各部分名称及计算公式齿轮的各部分名称均可参见图7-35。（1）齿顶圆（da）----通过各轮齿顶部的圆；（2）齿根圆（df）----通过各轮齿根部的圆；（3）分度圆（d）----标准齿轮的齿厚与齿间相等时所在位置的圆；（4）齿高（h）----齿顶圆与齿根圆之间的径向距离；（5）齿顶高（ha）----齿顶圆与分度圆之间的径向距离；（6）齿根高（hf）----齿根圆与分度圆之间的径向距离（齿根高大于齿顶高，参见表7-12）；（7）齿距(P)----分度圆上相邻两齿廓对应点之间的弧长，P=e+s。（8）模数（m）----齿距P与π的比值，即m=P/π，其单位是mm。模数是齿轮几何参数计算的基础，一般说来，模数越大，齿轮的承载能力越强，常用的模数标准值参见教材123上表9-2；（9）压力角(α)----在节点b处，两齿廓曲线的公法线与两节圆的内公切线所夹的锐角。国家标准规定的标准压力角为α=20°相啮合的两齿轮的压力角相等。（10）传动比（i）----主动齿轮的转速n1与从动齿轮的转速n2之比称为传动比，即i=n1/n2=Z2/Z1。（11）中心矩（a）----两齿轮轴线之间的最短距离。表7-12计算公式2、圆柱齿轮的规定画法（1）单个齿轮的画法（图7-36）（2）齿轮啮合的画法两标准齿轮啮合时，两分度圆相切，此时分度圆又称节圆。啮合部分的规定画法见图7-37。在齿轮的零件工作图上不仅要表示出齿轮的形状、尺寸和技术要求，还要列出制造齿轮所需要的参数和公差值。二、直齿圆锥齿轮1、直齿圆锥齿轮的各部分名称及计算公式由于锥齿轮的轮齿分布在圆锥面上，所以锥齿轮的轮齿一端大、一端小，齿厚是逐渐变化的，大、小端的分度圆直径和模数也不同，通常规定以大端的分度圆直径和模数来决定其他各部分的尺寸。直齿圆锥齿轮的各部分名称见图7-38，其计算公式见本教案表7-13，表中的参数是对大端而言。2、直齿圆锥齿轮的规定画法（1）单个直齿圆锥齿轮的画法主视图常采用全剖视图，在投影为圆的视图上规定用粗实线画出大端和小端的齿顶圆，用点划线画出大端的分度圆。大、小端齿根圆及小端分度圆均不画，其余部分按投影关系绘制。单个直齿圆锥齿轮的作图步骤如图7-39所示。（2）直齿圆锥齿轮啮合的画法（图7-40）直齿圆锥齿轮的轮齿部分和啮合区的画法与直齿圆柱齿轮的画法相同。*3、蜗轮蜗杆的规定画法蜗轮蜗杆用于垂直交叉轴之间的传动。其特点是传动平稳，结构紧凑，传动比大，但传动效率低。最常见的蜗杆是圆柱形蜗杆。蜗杆为单头或双头，即蜗杆转一圈蜗轮转过一个齿或两个齿，亦即蜗轮蜗杆的传动比为i=Z2/Z1。一对相啮合的蜗轮蜗杆的模数相同，且蜗轮的螺旋角与蜗杆的螺旋线升角大小相等，方向相同。（1）单个蜗轮或蜗杆的画法蜗轮蜗杆轮齿部分的画法与直齿圆柱齿轮的画法基本相同，但在蜗轮投影为圆的视图上，只画出分度圆和直径最大的外圆，不画出齿顶圆和齿根圆。单个蜗轮的画法见图7-41，单个蜗杆的画法见图7-42。（2）蜗轮蜗杆啮合的规定画法在主视图中，蜗轮被蜗杆挡住的部分不画，在左视图中，蜗轮的分度圆与蜗杆的分度圆相切，其余部分的画法见图7-43。第五节滚动轴承轴承主要用来支承轴及承受轴上的载荷，可分为滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承的摩擦损失小，应用广泛，本节仅对滚动轴承作简单介绍。滚动轴承是标准件，一般由外圈、内圈、滚动体和保持架组成（见右图）。滚动轴承的类型、代号1、滚动轴承的类型按受力方向，滚动轴承可分为三类（图7-44）：向心轴承----主要承受径向力；推力轴承----只能承受周向力；向心推力轴承----能同时承受径向力和轴向力。2、滚动轴承的代号滚动轴承的结构及尺寸系列已标准化，常用规定代号表示。代号由前置代号、基本代号和后置代号构成，其排列顺序如下：前置代号基本代号后置代号基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。它由轴承类型代号、尺寸系列代号、内径代号构成。二、滚动轴承的画法滚动轴承是标准件，一般不画零件工作图。在装配图中，画滚动轴承一般采用简化画法，即通用画法或特征画法；若需要在轴承的剖视图中较详细地表达轴承的结构形式时，可采用规定画法。教材P144、表7-6为滚动轴承的简化画法和规定画法的示例。第六节弹簧弹簧主要用来减震、夹紧、储存能量和测力等，它的特点是去除外力后，能立即恢复原状。弹簧的种类很多，有涡卷弹簧、螺旋弹簧、蝶形弹簧、板弹簧等，其中螺旋弹簧又分为压缩弹簧、拉伸弹簧和扭转弹簧等。图7-45仅展示了涡卷弹簧和螺旋弹簧。本节仅简介圆柱螺旋压缩弹簧的尺寸计算和画法。一、圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称及尺寸关系1、弹簧线径d：制造弹簧的钢丝直径，按标准选取；2、弹簧外径D2：弹簧的最大直径，D2=D+d；3、弹簧内径D1：弹簧的最小直径，D1=D2-2d；4、弹簧中径D：弹簧的平均直径，D=(D2+D1)/2；5、节距t：除支承圈外，相邻两圈间的轴向距离；6、自由高度H0：指弹簧不受外力作用时的高度；7、弹簧的总圈数n1、支承圈数n2、有效圈数n：为保证圆柱螺旋压缩弹簧工作时变形均匀，使中心轴线垂直于支承面，需将弹簧两端并紧、磨平2.5圈，并紧、磨平的各圈仅起支撑作用，故称为支撑圈；保持节距的圈称为有效圈；两者之和称为总圈数。8、展开长度L：制造弹簧时，簧丝的下料长度，L=n1(πD)+t。二、圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法螺旋弹簧再平行于轴线的投影面的视图中，常用直线代替螺旋线。不论是左、右旋，均画成右旋，但左旋弹簧要注出“左”字。有效圈数在四圈以上的弹簧允许每端只画出1～2圈（支承圈除外），中间各圈可省略不画，但应画出簧丝中心线。弹簧的作图步骤见图7-47。在装配图中，弹簧后面被挡住的结构一般不画，可见部分从弹簧的外轮廓线或从弹簧钢丝断面的中心线画起，如图7-48所示。簧丝直径在图形上小于或等于2mm时，其断面可用涂黑表示（图7-48b）；簧丝直径在图形上小于或等于1mm时，可用示意画法（图7-48c）。零件图表示零件结构、大小及技术要求的图样称为零件图。它要利用前面所学组合体和机件的表达方法，把设计者的意图和机器（或部件）对零件的要求清晰、合理地表达出来，同时要考虑结构和制造的可能性与合理性。第一节零件图的作用和内容零件图的作用零件图是加工和检验零件的依据，使生产部门的重要技术文件，是对外技术交流的重要技术资料。二.零件图的内容图8-1所示为右示轴承底座的实际生产用图，从中可以看出一张完整的零件图应该包含下列内容：1.一组图形综合运用视图、剖视图、断面土、局部放大图等一组图形，将零件的内、外形状和结构正确、完整、清晰地表达出来。2.全部尺寸零件图中必须标注能够完整、正确、清晰、合理地表达零件制造和检验时所需要的全部尺寸。3.技术要求用规定的符号、数字或文字注明制造、检验和使用零件时应达到的技术方面的要求。如：表面粗糙度、尺寸公差、形状和位置公差、表面热处理等。4.标题栏、号签在标题栏中明确地填写零件名称、材料、数量、比例、图号、设计和校核人员的姓名、日期等内荣。在图样的左上角印有长40，高15的号签，号签重填写与标题栏中相同的图号，但注写方向相反。第二节零件的视图选择选择零件表达方案的关键是选择零件的视图，即确定主视图及视图的数量。一.零件的视图选择原则零件的视图选择原则是：在完整、清晰地表达各部分结构形状和大小的前提下，力求画图简便，视图数量最少。主视图的选择主视图是表达零件的核心。因此，应首先确定主视图。此时应考虑两点：零件的摆放位置一般来说，主视图应反映出零件在机器中的工作位置或主要加工位置。①零件的加工位置。在选择主视图时，应尽量与零件的加工位置一致。如图8-2、图8-3所示轴类和盘套类零件就是按加工位置摆放的。零件的工作位置（或自然摆放位置）。零件在机器（或部件）上都有一定的工作位置（或自然摆放位置）。在选择主视图时，零件的摆放位置应尽量与工作位置一致。如图8-4、图8-5所示叉架类和箱体类零件就是按工作位置摆放的。主视图的投影方向在零件摆放位置已定的情况下，可从该零件上、下、左、右四个方向投影获得视图，如图8-6a中A、B、C、D四个方向。要从中选择最明显地表达零件的主要结构和各部分之间相对位置关系的一面作为主视图，显然A向最能够反映出该零件的形状特征。图8-6b所示的主视图是较好的表达方案。其他视图的选择选择其他视图时，应以主视图为基础，根据零件形状的复杂程度和结构特点，以完整、清晰地表达各部分结构为主线，优先考虑其他基本视图，采用相应的剖视、断面等画法，使每个视图都有表达重点。对于零件尚未表达清楚的局部形状或细部结构，可选择必要的局部视图、斜视图或局部放大图等来表达。一般情况下，视图的数量与零件的复杂程度成正比。对于同一个零件，特别是结构较为复杂的零件，可选择不同的方案，经比较归纳后，确定一个最佳方案。二、典型零件的视图选择1.轴套类零件（1）了解零件作用、分析其结构特点轴套类零件主要起支承、传递动力和轴向定位的作用。其结构特点是：由若干段不同直径的回转体同轴线组合而成，为了装配等需要，轴上还加工有倒角、圆角、退刀槽等结构，如图8-6所示。（2）视图选择①主视图的选择。轴套类零件主要在车床或磨床上加工，主视图按加工位置（轴线水平）放置，以垂直于轴线的方向作为主视图的投影方向。如图8-7所示的小轴零件图，主视图为水平摆放，键槽、孔等结构则面向看图者。②其他视图的选择。一般采用断面图、局部视图、局部放大图等来表示键槽、退刀槽及其他细小结构。如图8-7采用了三个移出断面图、局部视图等来表达主轴上的键槽、孔、退刀槽等结构。实心轴一般不作剖切，套类零件则需要用剖视来表达它的内部结构，外部形状简单的可采用全剖视，形状复杂的可采用半剖视，见图8-7a。因此，轴套类零件常采用一个主视图，若干个断面图、局部视图、局部放大图等来表达其结构。2.轮盘类零件（1）了解零件作用、分析其结构特点轮盘类零件包括轮类零件和盘类零件。轮类零件主要起传递动力和转矩的作用；盘类零件主要起支承、定位和密封作用。其结构特点是：由同轴线的回转体组合而成，轴向尺寸较小，径向尺寸较大，其上常有孔、肋板、螺孔、键槽、凸台、轮辐等结构，如图8-1所示。（2）视图选择①主视图的选择。轮盘类零件主视图一般按加工位置（轴线水平）放置，主视图选择垂直于轴线的投影方向。为了表达内部结构，主视图常采用剖视图。图8-1端盖零件图，其主视图为两个相交的剖切平面剖得的全剖视图。②其他视图的选择。其他视图的确定必须根据零件结构的复杂程度而定，一般情况下，常用左视图或右视图来表达该类零件的外形结构，如图8-1的左视图表达了端盖的外形。因此，轮盘类零件一般用两个基本视图来表达，有时为了表达局部结构，也采用局部视图和局部放大图来表达。3.叉架类零件（1）了解零件作用、分析其结构特点叉架类零件包括各种用途的拨叉和支架。拨叉主要起操纵调速的作用，支架主要起支撑和联接的作用。它们的结构形状差别很大，但一般都由支撑部分、工作部分和联接部分所组成，如图8-4所示。（2）视图选择①主视图的选择。通常按其工作位置放置，且选择反映形状特征的一面作为主视图。为了画图方便，一般都把零件主要轮廓垂直或水平放置，主视图常采用局部剖视图。图8-8所示托脚零件图采用了两处局部剖视。②其他视图的选择。叉架类零件由支撑部分（如肋板）、工作部分（如圆筒、叉口）和联接部分（底板）所组成，因此，通常用两个或两个以上的基本视图来表达，对其上支撑部分弯曲、倾斜的结构，常选用断面图、局部视图、斜视图等来表达。图8-8所示托脚零件图采用了一个俯视图，表达托脚的外形；一个移出断面图，表达肋板结构；一个局部视图，表达凸台的结构。4.箱体类零件（1）了解零件作用、分析其结构特点箱体类零件主要起支承、包容和密封其他零件的作用。这类零件结构形状比较复杂，一般内部有较大的空腔、肋板、凸台、螺孔等结构，如图8-5所示泵体及右图所示涡轮箱体。（2）视图选择①主视图的选择。箱体在机器中的工作位置是固定不变的，因此常按箱体类零件的工作位置摆放，以便对照装配图，从装配关系来了解箱体类零件的结构形状，并选用形状特征最明显的视图来做主视图。为了表达箱体类零件的内部结构，主视图一般采用全剖视图或局部剖视图。图8-9所示涡轮箱体的主视图采用半剖视图，表达了过蜗杆和箱体上部州县-剖切后箱体的内部结构、箱体外形及蜗轮大轴承孔端面上的螺孔分布，见下图。②其他视图的选择。箱体类零件的视图一般都在三个以上对于，可采用全剖视图来表示零件的内部结构，也可用局部剖视图和半剖视图同时表达零件的内、外部结构。图8-9采用了一个全剖的左视图来表达过蜗轮轴线剖切后的箱体内部结构。B向视图主要表示了底板的形状、底板上的安装孔及为减少加工面而做的凹坑；C向视图主要表达肋板结构；D向视图主要表示蜗轮轴轴孔端面上的螺孔分布。第三节零件的工艺结构大部分零件都要经过热加工和机械加工等过程制造出来，因此，零件的结构形状不仅要满足设计要求，还要符合热加工和机械加工的要求。常见的工艺结构有铸造工艺结构和机械加工工艺结构。一、铸造工艺结构1.起模斜度铸造毛坯时，为便于从型砂中起模，铸件的内、外壁沿起模方向应设计有斜度，称为起模斜度，如图8-10a所示。起模斜度在木模造型中常选1°～3°；在金属模手工造型中常选1°～2°，机械造型中常选0.5°～1°；在图中一般不画出，必要时可在技术要求中注明，如图8-10b、c2.铸造圆角为了避免砂型落砂和铸件在冷却时产生裂纹和缩孔，在铸件各表面相交处要做成圆角，称之为铸造圆角，。铸造圆角半径一般取壁厚的0.2～0.3倍左右（如图8-11所示），并且铸造圆角半径的种类尽可能减少。铸造圆角在图中一般不标注，通常在技术要求中统一注明。3.铸件壁厚在浇铸零件时，为了避免零件各部分因冷却速度的不同而产生裂纹、缩孔或缩松等铸造缺陷，铸件壁厚应均匀变化，逐渐过渡。图8-12b、图8-12c所示结构合理，图8-12图8-12由于起模斜度、铸造圆角的存在，使得铸件表面的交线变得不太明显，这种线称为过渡线。过渡线的画法与相贯线一样，按没有圆角的情况求出相贯线的投影，用细实线画到理论交点处，但一般不宜与轮廓线相连，见图8-13、图8-14、图8-15。在图8-15的左图中，底板与圆柱面相交，交线处在大于60°的位置，此时，过渡线按两端带小圆角的细实线画出；而图8-15的右图中，压板与圆柱面相交，交线处在小于45°的位置，此时，过渡线按两端不到头的细实线画出。二、机械加工工艺结构1.倒角和倒圆机械加工时，为了装配时起导向作用，并保护装配面不受损伤，将轴或孔的端部加工出锥面，此锥面称为倒角；为了防止应力集中，在轴肩处加工出圆角，此圆角称为倒圆。倒角和倒圆如图8-16所示，α为45°，也可取30°或60°。图8-162.退刀槽和砂轮越程槽为了在切削加工时不致于损坏刀具，便于退刀，并且在装配时能与相邻零件贴紧，常在加工表面的轴肩处预先加工出槽，称为退刀槽；砂轮磨削时，轴表面上加工的退刀槽又称为砂轮越程槽。退刀槽和砂轮越程槽的尺寸是标准的，可查阅有关手册。退刀槽的画法与标注如图8-17所示；砂轮越程槽的画法与标注如图8-18所示。图8-17、图8-183.凸台和凹坑（1）凸台为了减少加工面积，降低制造成本，通常在铸件上设计出凸台结构，如图8-19所示。凸台应在同一平面上，以方便加工，同时也能保证加工后装配时零件间的良好接触。（2）凹坑为了减少加工面积，节约加工成本，有时也在零件表面上加工出凹坑（或沉孔），以保证零件的良好接触，如图8-20所示。图8-19、图8-20钻孔结构用钻头钻盲孔（不通孔）时，在孔的底部有一个120°的锥角，钻孔深度是圆柱部分的深度（不包括锥坑深度），如图8-21a所示。钻阶梯孔时，阶梯孔的过渡处，有120°的锥台，其画法和尺寸标注如图8-21b所示。用钻头钻孔时，要求钻头轴线垂直于被钻孔的端面，以保证钻孔准确并避免钻头折断，如图8-22所示。第四节零件图上的尺寸标注零件图的尺寸标注，除前面所介绍的正确、完整、清晰外，还必须合理，即标注的尺寸及要满足设计要求，以保证机器的工作性能，又要满足工艺要求，以便于加工制造和检测。为了做到合理，标注尺寸时，要对零件进行形体分析、结构分析和工艺分析，确定零件的尺寸基准，然后标注尺寸。要真正做到这一点，需要有一定的专业知识和实际生产经验。本节仅对尺寸的合理标注做初步介绍。一、合理地选择尺寸基准1.尺寸基准的概念基准是指零件在机器（部件）中或加工、测量时，用来确定其位置的一些点、线或面。由于用途的不同，通常将尺寸基准分为两类。（1）设计基准在设计时用来确定零件在机器（或部件）中的位置及其几何关系的一些点、线或面。图8-23中零件底面B能保证轴承孔到底面的高度，对称面C能保证两孔之间的距离及其对轴孔的对称关系，两者均是满足设计要求的基准，故称为设计基准。（2）工艺基准在加工或测量时用来确定零件位置的点、线或面。图8-23中端面能保证轴承孔的长度30和加油螺孔的定位尺寸15，由端面引出尺寸6，以便测量加油螺孔的深度，两者均是满足加工工艺要求的基准，故称为工艺基准。由于零件有三个方向的尺寸，因此，零件在长、宽、高三个方向都有一个主要基准，可能还有一个或数个辅助基准，见例图8-1。2.尺寸基准的选择尺寸基准的选择就是在标注尺寸时，是以设计基准为主，还是以工艺基准为主。以设计基准为主，其优点是反映了设计要求，能保证零件在机器上的工作性能。以工艺基准为主，其优点是反映了工艺要求，使零件便于加工和测量。一般情况下，应将两者综合考虑；如不能统一，应以保证设计要求为主。常用的基准线有：零件上回转面的轴线、中心线等。常用的基准面有：零件的对称面、端面、结合面、重要的支承面和底板的安装面等。二、标注尺寸的注意点1.主要尺寸应直接标注主要尺寸包括零件的规格性能尺寸、配合尺寸、确定零件之间相对位置的尺寸、连接尺寸、安装尺寸等，一般都有公差要求。由此可知，凡能保证零件在机器中的正确位置和装配精度的尺寸都属于主要尺寸。由于这类尺寸将直接影响机器的工作性能，一般应直接标注，并在尺寸数字之后注出极限偏差值，以保证尺寸精度要求，见图8-24。2.按加工顺序标注尺寸按加工顺序标注尺寸，便于读图和测量，且容易保证零件的加工精度，如图8-25所示。3.考虑测量方便标注尺寸时，应考虑零件在制造、检验时，测量的方便性和可靠性，尽量做到使用通用量具就能直接测量，以减少专用测量工具的使用，如图8-26A、图8-26B、图8-26C4.应避免封闭的尺寸链零件上同一方向的尺寸首尾相接，就形成了封闭尺寸链，如图8-27a所示。由于零件在加工过程中总会有一定的误差，尺寸L作为封闭链，其误差应为A、B、C尺寸误差之和。若要保证尺寸L的误差限定在一定的范围内，就要减小A、B、C尺寸的误差，这就会使加工成本增高。满足设计要求，又能降低成本，如图8-27所示。三、零件上常见结构的尺寸注法零件上常见结构的尺寸注法见教材P162、表8-1和P163、表8-2所示。四、常用尺寸的简化注法常用尺寸的简化注法见教材P163、表8-3所示。第五节零件图上的技术要求零件图上技术要求的内容通常有：表面粗糙度、尺寸与配合、形状与位置公差等。一、表面粗糙度技术要求是零件图中一项重要内容，它主要反映对零件的技术性能和质量的要求。零件图上应逐写的技术要求主要有：表面粗糙度、尺寸与配合、形状与位置公差、零件的材料选用和要求、有关热处理或表面处理的说明等，本节仅对前三项作简单介绍。1.表面粗糙度的概念表面粗糙度是指零件加工表面上具有的较小间距的峰和谷所组成的微观几何形状特征，如图8-28所示。这种情况是由于加工过程中，刀具从零件表面上分离材料时产生的塑性变形形成的。零件的表面质量对零件的摩擦、磨损、抗疲劳、抗腐蚀及零件间的配合性质等有很大的影响，并直接影响机器的使用性能和寿命。用表面粗糙度的特征代（符）号可以较全面地反映一个零件的表面质量。2.表面粗糙度的主要评定参数对零件表面质量的要求应按零件的功能及加工成本综合考虑，在保证功能的前提下，选用较为经济的评定参数。因此，国家标准规定了评定表面粗糙度的各种参数，最常用的评定参数为轮廓算术平均偏差Ra。轮廓算术平均偏差Ra是指在取样长度l（用以判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度）内，轮廓偏距z（轮廓线上的点与基线之间的距离）绝对值得算术平均值，如图8-29所示。表面粗糙度的轮廓算术平均偏差Ra的数值见教材P165、表8-4，其中黑体字为第一系列，应优先选用。图8-293.表面粗糙度的符号、代号及标注表面粗糙度的符号及意义见教材P165、表8-5，常用表面粗糙度代号及意义见教材P166、表8-6，由表中的代号示例可知，参数代号Ra在标注时可以省略。表面粗糙度在图样上的标注规定为：符号、代号一般标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或其延长线上。符号的尖端必须从材料外指向表面。同一图样上，每一表面只标注一次代号。空间狭小（或不便标注）时，代号可以引出标注。重复要素（孔、槽、齿等）的表面粗糙度只注一次。表面粗糙度的数字及符号方向的注写如图8-30所示。表面粗糙度在图样上的标注方法如教材P167、表8-7所示。二、极限与配合在一批规格相同的零件（或部件）中任取一件，不经挑选或修配，就能装到机器上使其正常运转，并达到设计的性能要求，这种性质称为互换性。现代化的机械工业要求机器零件具有互换性。这不仅有利于装配和维修，也可以简化设计，满足各生产部门间的广泛协作，还便于采用先进的设备和工艺，进行高效率的专业化生产。零件在加工过程中，由于各种因素的影响，不可能将其尺寸加工得绝对准确。对于相互配合的零件，必须将其尺寸限定在一个合理的变动范围内，使其既满足互换性要求，又在制造上经济合理，这就形成了极限与配合的概念，见例图8-2。极限的基本概念（见图8-31）（1）基本尺寸设计时给定的尺寸，可通过它应用上、下偏差算出极限尺寸。（2）极限尺寸孔或轴允许尺寸变化的两个极限值。它是以基本尺寸为基数来确定的。其中最大的一个称为最大极限尺寸；最小的那个称为最小极限尺寸。（3）实际尺寸零件加工后，通过测量所得到（孔或轴）的尺寸。（4）尺寸偏差某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差。偏差值可为正值、负值或零,它可分为：①上偏差=最大极限尺寸-基本尺寸，代号：ES（孔），es（轴）；②下偏差=最小极限尺寸-基本尺寸，代号：EI（孔），ei（轴）；（5）尺寸公差尺寸被允许的变动量。尺寸公差=上偏差-下偏差=最大极限尺寸-最小极限尺寸（6）零线、公差带及公差带图在公差带示意图中，零线是表示基本尺寸的一条水平直线，正偏差位于其上，负偏差位于其下，单位是mm或μm。公差带表示公差的大小和相对于零线位置的一个区域。公差带图是将尺寸公差与基本尺寸的关系，按一定比例放大画成的简图。（7）标准公差和公差等级标准公差就是在国家标准《极限与配合》中所规定的任一公差，它分为20级，即：IT01、IT0、IT1、IT2……IT18。IT表示标准公差，数字表示公差等级，从IT01至IT18等级依次降低，即尺寸的精确程度有所降低，而公差数值依次增大，亦即加工难度依次降低。标准公差数值参见教材附表21。（8）基本偏差用以确定公差带相对于零线位置的那个偏差，一般指靠近零线的那个上偏差或下偏差。国家标准对孔和轴分别规定了28个不同的基本偏差，用拉丁字母表示，大写字母表示孔，小写字母表示轴，如图8-32所示。2.配合的有关术语配合是指基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系。（1）配合的种类根据设计和工艺的实际需要，国家标准将配合分为间隙配合、过渡配合和过盈配合三大类。①间隙配合具有间隙（包括最小间隙为零）的配合。该配合孔的公差带完全在轴的公差带之上，即孔的实际尺寸≥轴的实际尺寸，如图8-33a所示。②过盈配合具有过盈（包括最小过盈为零）的配合。该配合孔的公差带完全在轴的公差带之下，即孔的实际尺寸≤轴的实际尺寸，如图8-33b所示。③过渡配合可能具有间隙，也可能具有过盈，介于间隙配合和过盈配合之间的一种配合。该配合孔的公差带与轴的公差带相互交叠，如图8-33c所示。（2）配合的基准制国家标准规定了两种配合基准制：基孔制、基轴制。①基孔制基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种不同配合的一种制度。基孔制的孔称为基准孔，代号用大写拉丁字母“H”表示，下偏差为零，如图8-34a所示。②基轴制基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种不同配合的一种制度。基轴制的轴称为基准轴，代号用小写拉丁字母“h”表示，上偏差为零，如图8-34b所示。3.极限与配合的标注（1）在零件图中的注法在零件图中的标注尺寸公差有三种形式：①只标注公差带代号----适合大批量生产的需要，如图8-35a所示。②只标注公差数值，以便加工和检验时直接读出数值----适合单件或小批量生产的需要，如图8-35b所示。③公差带代号和偏差数值同时注出，且偏差数值要放到后面的括号内----适合批量不明或检验工具未定的情况，如图8-35c所示。标注极限偏差值时应注意：上偏差应注在基本尺寸的右上方，下偏差应与基本尺寸注在同一底线上，偏差数字比基本尺寸数字小一号。上、下偏差小数点须对齐，小数点后右端的“0”一般不注出；为了使上、下偏差的小数点后的位数相同，可以用“0”补齐。偏差为“零”时，用数字“0”标注。上、下偏差的绝对值相等时，偏差数字可以只注写一次，并应在偏差数字与基本尺寸之间注出（2）在装配图中的注法配合代号由两个相互配合的孔和轴的公差带组成，分子是孔的公差带代号，分母是轴的公差带代号，如图8-36所示。图8-36装配图中配合代号的注法与滚动轴承相配合的孔和轴，只须标注孔和轴自身的公差带代号，如图8-37所示。三、形状与位置公差简介任何一个零件，要满足设计和使用要求，不但要对零件的尺寸用尺寸公差来限制，而且零件的形状和零件要素间的相对位置，还要用形状和位置公差来加以限制。1.形状和位置公差的概念和基本符号形状公差是零件表面的（被测要素的）实际形状对其理想形状所允许的变动量；位置公差是零件表面或轴线的（被测要素的）实际位置与理想位置（基准）的变动量。形状和位置公差的基本符号如教材P173、表8-8所示。2.形状和位置公差代号与基准符号形状和位置公差代号包括公差项目符号、形位公差框格、指引线、形位公